巨型框架结构研究综述.pdf

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1、巨型框架结构研究综述张晓雷(河北工程大学土木工程学院，河北邯郸056038)摘要：介绍了巨型框架建筑结构的组成、特点及工程应用，并对巨型框架内力分析模型和计算方法进行了分析和总结。在此基础上，指出该结构设计计算中存在和需要解决的问题。为巨型框架结构的内力分析计算提供参考，以推广巨型框架结构的应用。关键词：巨型框架；分析模型；弹性地基中图分类号：TU33文献标识码：A文章编号：1672—4011(2011)02—0024一02Su珊maryofmega一向锄es仃IlctII托zHANGxi∞lei(c础e酽矿锄订E嚼，啪^昭，胁kf№蚵旷Er彬聊矾昭，舶，渤n056

2、038，饥f，l口)Abstract：Describesthe咖positi蚰0fmega—曲鹏8仃uctures，characteristics肌dengineeringapplic“o脑，肌din．temalforc∞0fthe画antf商neanalysi8model蚰dcalculationmethod8a陀analyzed肌dsummarized．0ntllisb黯i8，thatthecalcul撕on0fthestructIllmdesi印0ftheexistence蛐dneedtobe陀∞lved．Forthemega—fhmestmcture酬ysi

3、B龇ldcalcu．枷∞ofintemalforc∞topmvideareferencef洒ewod【topro-ma【ethe叩plicationofa舀明t．Keywords：Mega—fmn圮；Analysi8Ⅱ的del；Elastic五DIln-dadonO前言随着中国城市化进程的加速，社会生产力的发展和现代工商业的高度繁荣，城市人口急剧增长，城市住房等有关建筑方面的需求日益增加，城市用地日益紧张，地价高涨。使得高层和超高层建筑的出现和发展成为必然。随着高层建筑结构高度的增加，水平荷载(风载、地震作用)变大。传统的框架结构、框剪以及简体结构已经不适合现代高层

4、建筑的发展和2l世纪节约、环保的要求。而具有较大的刚度、良好的抗震性能以及更为灵活空间布置的巨型框架结构成为了现代高层建筑的更为适宜的新的选择。虽然国内外对巨型框架进行了相当数量的研究，但目前其主要是停留在局部节点和结构抗震的试验分析研究和解决工程应用上。对诸如地震作用下巨型框架结构体系的动力性能分析及其与相似结构的对比、巨型框架的施工及不同状况下的内力和变形等有待于进一步的研究。鉴于此，对巨型框架结构还需要进行更加深入、细致地研究，以便对其传力机制与静、动荷载作用下的性能有进一步的认识并得出适合该结构形式的设计方法。并根据其特点。运用结构控制手段控制它的一些设计参

5、数，以达到广泛的社会效益和作者简介：张晓雷(1982一)，男，河北永年人，硕士生，从事结构设计计算理论方面的研究工作。安全、节省的目的。l巨型框架体系概述巨型框架结构是20世纪60年代末出现的巨型结构体系在结构设计、应用中出现的一种新的结构形式。主框架结构截面几何尺度(面积、惯性矩等)很大，而次框架构件截面几何尺度(面积、惯性矩等)相对很小，两者不是同一数量级。它是由大型构件(巨型梁、巨型柱等)组成的主结构与由常规梁、柱构件组成的次结构共同工作的结构体系。一级框架承受了主要的受力，二级框架仅起到辅助作用以及地震作用下的耗能作用。其传力不再是简单的梁、柱途径，竖向受力

6、时二级框架将所受竖向力传到主框架梁，最后通过主框架柱将所受竖向力传到地基。侧向力方面由于主框架抗侧刚度相对于次框架较大，不是一个数量级，主框架承担了主要的侧向力。由于其结构传力形式的迥异使得巨型框架结构的分析计算与一般框架结构有较大的差异。由于其对高层、超高层良好的适应性，巨型框架结构广泛应用于工程实际，例如1991年建成的48层、高243m采用巨型钢框架结构形式的日本东京新市府大厦；1994年建成的82层、高33lm采用巨型钢框架结构形式的台湾高雄银行大厦以及26层、90．7m的厦门国际金融大厦都是巨型框架结构形式。这些建筑结构在内、外力影响下的内力计算成为人们研

7、究的目标。2巨型框架结构模型巨型框架结构的形式确定后，内力可参考文献[1]和[2]进行设计。巨型框架结构在进行内力计算时模型种类有：①平面结构空间协同模型；②空间杆系模型；③空间杆一薄壁杆系模型；④空间杆一墙板元模型；⑤其他组合有限元模型。按照这些模型，对巨型框架结构进行分析能够较好的反映结构的实际受力情况，但编程和计算都较为复杂。近些年来，国内一些学者分别提出了几种分析模型，概括起来，有下面几种具有代表性的分析模型。(1)主框架承载平面模型。赵西安、徐培福"-等人对巨型框架结构的选型构造以及简化分析进行了研究。研究时将主框架看作受力构件，只将次框架及其楼板重量